ENTROPIE

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La notion d'entropie est née au plein milieu du xixe siècle. La théorie de la chaleur qui avait alors cours – celle du « fluide calorique » qu'avait développée Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794) – était fondée sur une hypothèse de conservation de la chaleur. Cette « loi » supposée impliquait, entre autres conséquences, que la chaleur contenue dans un corps isolé (dont tout échange avec l'extérieur est interdit) était invariable. Benjamin Thompson (1753-1814) montra pourtant, expérimentalement, que la chaleur ne se conserve pas. Devant le vide théorique ainsi créé, Rudolf Clausius (1822-1888), William Rankine (1820-1872) et William Thomson, lord Kelvin (1824-1907), cherchèrent, indépendamment les uns des autres, s'il pouvait exister une autre grandeur, apparentée à la chaleur, qui se conserverait. Ils étaient guidés en cela par les idées que Sadi Carnot (1796-1832) avait exposées dans un mémoire prémonitoire, La Puissance motrice du feu (1824). Le résultat de ces recherches fut l'invention de l'entropie (1854). Ce nom vient d'un mot grec, entropê, qui signifie « retour ».

La variation d'entropie

La variation d'entropie entre deux états d'un système thermodynamique se calcule à partir d'une transformation réversible (Carnot disait « idéale ») qui joint ces deux états. Supposons que, au cours de cette transformation, le système soit mis en contact avec plusieurs sources de chaleur, de températures absolues T1, T2,..., qui lui fournissent les quantités de chaleur (algébriques) Q1, Q2,... respectivement. La variation d'entropie ΔS entre les deux états considérés est la somme des quotients Q1/T1, Q2/T2,... associés aux diverses sources : ΔS = Q1/T+ Q2/T+... (transformation réversible).

Mais Clausius eut une intuition qui allait s'avérer primordiale. Partant du fait, qu'il avait élevé au rang de principe, que la chaleur ne s'écoule jamais d'un corps plus [...]


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Écrit par :

  • : professeur émérite à l'université de Paris-VII-Denis-Diderot

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Pour citer l’article

Bernard DIU, « ENTROPIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 novembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/entropie/